A SACMI e a Officine Meccaniche Pontillo acabaram de concluir um novo processo tecnológico para a fabricação de engrenagens por meio de sinterização, um tratamento térmico usado para o desenvolvimento de juntas entre partículas, com o objetivo de formar um objeto sólido e contínuo de densidade controlada.
Cofinanciado pelo Programa Operacional Nacional ‘Enterprise and Competitiveness’ 2014-2020 ERDF do Ministério do Desenvolvimento Econômico da Itália (agora Ministério da Empresa e Made in Italy), o projeto segue linhas de desenvolvimento na produção de engrenagens helicoidais. Os objetivos qualitativos e quantitativos foram totalmente atingidos, com aplicações potenciais no setor automotivo úteis para aumentar a confiabilidade de componentes de alto desempenho, reduzindo o uso de energia e recursos em comparação com as tecnologias tradicionais.
O desenvolvimento de tecnologias inovadoras para a fabricação de engrenagens complexas está no centro da estratégia da Unidade de Negócios de Materiais Avançados da SACMI. O projeto proposto, com duração de 36 meses, tinha como objetivo trazer mais inovação ao processo de metalurgia do pó, que otimiza o consumo de material e energia em comparação com a metalurgia tradicional. As vantagens intrínsecas do processo de sinterização – que também incluem maior durabilidade dos moldes e uniformidade da peça acabada – são o pré-requisito para a atividade, que visava reduzir a lacuna atual em termos das características mecânicas dos componentes fabricados por fundição ou deformação plástica.
A primeira etapa do projeto foi a realização de protótipos a partir dos dados do modelo 3D, o que foi útil para iniciar o teste operacional do sistema de compactação de pó e densificação de superfície. Essa primeira fase incluiu a busca da geometria mais adequada para a aplicação, realizada por meio de um processo de sinterização direta a laser de metal (DMLS). Na prática, com essa técnica, o artigo é composto pela sinterização de camadas sucessivas (manufatura aditiva) até que o modelo esteja completo, depois é escovado – para remover a poeira residual – e tratado termicamente em fornos especiais. Em seguida, foram realizados testes em diferentes tipos de materiais (aço, titânio, ligas de alumínio, etc.) para identificar o mais adequado para a aplicação proposta.
O projeto foi concluído de acordo com as diretrizes da economia circular, começando com a reciclagem completa dos materiais usados para as amostras. O principal alvo da proposta é o setor automotivo, para propor uma alternativa viável – com propriedades mecânicas superiores da engrenagem – e econômica às técnicas tradicionais em uso (forjamento, fundição e usinagem) para a produção de componentes de alto desempenho. Esses tipos de engrenagens são encontrados em várias partes do veículo, por exemplo, na caixa de câmbio. Por meio dessa tecnologia inovadora, o objetivo do projeto era produzir componentes com densidade ideal (99% da densidade teórica), sem defeitos na microestrutura e com características dimensionais, geométricas e microgeométricas da engrenagem adequadas para a operação.
As empresas expressaram grande satisfação com o cumprimento integral dos objetivos quantitativos e qualitativos. Cerca de 50.000 componentes foram produzidos em uma prensa de 2.000 kN com um sistema inovador de lubrificação da parede do molde, atingindo uma densificação ideal de cerca de 7,6 g/cm³. Esses resultados demonstram um avanço tecnológico significativo, formando a base para o desenvolvimento do aplicativo em nível industrial.
O projeto CPM segue uma linha anterior de desenvolvimento de engrenagens helicoidais, depois industrializadas pela SACMI em aplicações específicas já reconhecidas pelo mercado pelas características inovadoras do processo proposto. Cofinanciado pelo Ministério Italiano de Empresas e Made in Italy, esse projeto também foi concluído pela SACMI em conjunto com seu parceiro Officine Meccaniche Pontillo, uma empresa verde com certificação ISO 14001, confirmando uma importante sinergia em termos de habilidades, conhecimento e estruturas.
A sinterização é um tratamento térmico usado para desenvolver ligações entre partículas a fim de formar um objeto sólido e contínuo de densidade controlada.
